Para processar os objetos gráficos 2D a partir de sistemas computacionais é necessário representá-los a partir de um número finito de parâmetros e de variáveis. A operação que transfere um objeto gráfico para o universo de representação é chamada de discretização. Essa operação associa ao objeto gráfico uma descrição finita de seus atributos (PINHEIRO, 2004).
Objetos gráficos como fotografias aéreas digitais e os mosaicos formados a partir delas, assim como as imagens de satélite apresentam um potencial maior de informação quando inseridos em ambiente SIG com ferramentas multimídia.
Textos científicos e comerciais demonstram a importância do desenvolvimento de
software multimídia com ambiente SIG adaptado a uma realidade ambiental local para
trabalhar imagens. Citam também outras aplicações de softwares envolvendo ambientes virtuais 3D e RA não disponibilizados neste trabalho, mas que poderão ser explorados futuramente.
Para se conhecer a produção nacional de softwares com tecnologia própria é necessária uma descrição da importância da estória da informática no Brasil e no mundo.
O desenvolvimento da informática e outras tecnologias avançadas iniciaram uma nova transformação radical em nosso planeta. Hoje, o que distingue as épocas econômicas uma das outras não é o que se faz, mas como se faz e com que instrumentos de trabalho. A informática é o gatilho desse salto ao dotar a humanidade da capacidade de instruir as máquinas em vez de manejá-las, tornando-as não mais a continuidade das mãos, mas a continuidade do cérebro humano (AZEVEDO e ZAGO JÚNIOR, 1988).
Ainda com relação ao desenvolvimento da tecnologia de informática no Brasil Azevedo e Zago Júnior (1988) inferem que dominar a tecnologia da informática não significa somente saber fazer, ter know how. O fundamental é o know why, o por quê fazer.
A evolução da informática permitiu o desenvolvimento de uma outra tecnologia atualmente muito usada em todos os setores da sociedade contemporânea: multimídia. De acordo com a literatura citada, pode-se perceber que uma tecnologia não evolui sem a ajuda da outra. A multimídia tem gerado enorme demanda na evolução da informática para aproximar ao máximo da realidade suas ferramentas de comunicação assim como, a informática utiliza a multimídia para divulgar e garantir os recursos necessários para sua evolução.
Para Silva Júnior (2000) é importante notar que a maior integração de ferramentas, dispositivos comunicacionais e tecnologia de informações envolvem provimento de acesso, tecnologia e conteúdo.
De acordo com Wolfram (1994), havendo desejo de animar algo dentro da multimídia, deve-se primeiro prever se a animação terá as seguintes finalidades na apresentação: acentuar o impacto emocional; atender o objetivo do contexto apresentado; e melhorar a transmissão da mensagem. Para criar uma animação, o fator indispensável é também a criatividade. É
possível misturar imagens 2D com imagens 3D ou ainda compor imagens de vídeo com desenhos e textos, desde que o conjunto seja harmonioso e que a finalidade da animação dentro do produto multimídia seja a transmissão da mensagem.
Para Assis (1998 apud RAMOS, 2005) no uso de multimídia interativa um tema é apresentado, bem como todos os outros a ele relacionado, e o usuário “navega” na informação de acordo com a sua necessidade. O desenvolvedor dá ao usuário o controle sobre a informação transmitida. De acordo com Russo (1999 apud RAMOS, 2005) as pessoas lembram de 15% do que escutam, 25% do que vêem e mais de 60% do que interage com elas.
Cartwright (1996 apud RAMOS, 2005) cita que o desenvolvimento de aplicações multimídia deve envolver profissionais de diversas áreas em uma equipe composta por: coordenador do projeto; diretor de criação; desenvolvedor de conteúdo; escritores, editores, pesquisadores; designer gráfico; ilustrador; fotógrafo; especialista em digitalização e processamento de imagens; engenheiro de áudio; músicos/cantores; animadores; cinegrafistas; designers de informação; designers de interface gráfica ao usuário; programadores.
Considerando o uso de técnicas de animação gráfica Lord (1938 apud BERTONI e LOMBARDI NETO, 1990) faz uma suposição: a existência de uma máquina cinematográfica colocada na Lua, tirando um instantâneo por ano. Com as suas lentes viradas para o nosso planeta, essa máquina vem trabalhando há quase um bilhão de anos. Como a velocidade comum de projeção de uma fita é de 24 figuras por segundo, essa película, se trazida para a Terra e projetada em um cinema, mostraria cerca de 1500 anos em um minuto ou ainda, quase 90000 anos em uma hora. Seria necessário um ano inteiro para exibir a fita, o que é muito tempo, embora ela reproduza os acontecimentos de quase 800.000.000 de anos.
Ramos (2005) cita a importância do uso das tecnologias de multimídia e informática para pesquisa científica e cartográfica. O uso destas tecnologias permite: a) aumentar a apreensão e comunicação de informações que possibilitem ao leitor, por meio de sua
exploração, estabelecer análises próprias e chegar a um novo conhecimento; b) melhorar a compreensão de dados científicos aprimorando suas análises, evidenciando informações não percebidas de outra forma, ou acelerando o processo de percepção; c) reforçar o aprendizado tradicional sem substituí-lo; d) desenvolver pesquisas em aplicações interativas com fins pedagógicos; e) combinar tecnologias de hardware e software com conceitos de multimídia, interatividade e formas de distribuição de mapas gerados em SIG e imagens capturadas por meio de dispositivos como scanner, placa de captura de vídeo ou câmera digital; f) disponibilizar mapas a um público mais amplo; e g) elaborar mapas com ênfase no potencial analítico e na comunicação interativa, em que o usuário, ao explorar as informações do mapa, constrói o conhecimento e chega à comunicação final por ele mesmo.
O projeto VESAMOTEX desenvolvido na cidade do Texas (EUA) é um bom exemplo de sucesso no uso de ferramentas multimídia na educação. Talkmitt (1996) cita o projeto, que apresenta quatro fases distintas: 1) investigação e compra de equipamento básico; 2) produção de aplicações científicas e matemáticas através do uso de vídeo e outras mídias; 3) uso da realidade virtual em aulas de ciência, computação e matemática e 4) demonstração de realidade virtual em escolas dentro do distrito e no seu entorno.
De acordo com Talkmitt (1996), professores e estudantes entre 14 e 15 anos estão aprendendo juntos como utilizar o software. Desde que começou o projeto não houve notícias de atrasos, menos progresso nas aulas nem de problemas de disciplina, e a dificuldade nas provas foi reduzida de 50% para menos de 10% nos estudantes testados. Atualmente, os estudantes estão envolvidos em RV através da internet e através do desenvolvimento dos projetos relacionados aos seus estudos.
Um dos grandes trunfos obtidos com a evolução e a união das ferramentas de multimídia e informática é a inserção de técnicas de animação gráfica em ambiente computacional e com ferramentas multimídia.
Gomes et al. (2003) apresentam a técnica morphing como ferramenta que abrange procedimentos de computação gráfica e processamento de imagem, sendo altamente recomendável para pesquisadores que pretendam utilizar animação gráfica. Como exemplos de aplicação desta técnica têm-se os programas computacionais de animação gráfica como o VISORAMA, aplicações técnicas de CD-ROM e Cinema Interativo; pedagógicas, com o desenvolvimento de um observatório para ensino de geografia e artísticas, com observatório artístico-virtual e instalações artístico-virtuais que podem ser integrados a paisagens da cidade. Segundo Matos et al. (2003) os sistemas de visualização baseados em imagens surgiram com o objetivo de inserir fotorealismo aos mundos virtuais.
Ramos (2005) cita a animação gráfica como primeiro elemento multimídia de interesse dos cartógrafos, por seu potencial natural para a comunicação de fenômenos temporais não perceptíveis numa análise visual dos quadros individualmente, ou seja, o que acontece entre os quadros é mais importante do que o que existe em cada quadro. As animações cartográficas possibilitam a representação do tema no espaço ao longo do tempo, onde as variáveis de espaço e atributo são estáticas e a variável tempo é dinâmica; ou a representação do tema no tempo ao longo do espaço, onde a variável tempo é estática, mas a variável espaço, ou seja, o mapa base, é dinâmica, como nas simulações de vôo fly-by. Nas animações interativas, o usuário pode utilizar ferramentas como pan, zoom ou rotação e ferramentas de pausa, avanço ou retrocesso em velocidade normal ou acelerada da animação, além de introduzir informações na animação.
Animação em três dimensões criada por modelagem virtual de espaços em três dimensões permite utilizar o recurso de navegação e o objeto modelado pode ser visto de diferentes ângulos e distâncias. É possível, ainda, utilizar o recurso de simulação para uma área alagada pela água da chuva, por exemplo, ou também, fazer uma animação temporal exibindo as transformações ocorridas em uma paisagem ao longo do tempo (RAMOS, 2005).
Para Fonseca (1994) o uso de multimídia contribui para o desenvolvimento de sistemas espaciais e temporais de suporte à decisão, mais próximos da realidade. Como exemplos têm-se o desenvolvimento de ferramentas multimídia aplicadas ao domínio dos recursos hídricos e o uso de SIG multimídia para participação do público no preparo e na apresentação de AIA, de um modo compreensível a pessoas sem bagagem técnica. A inclusão de vídeos, videografia digital e animações dentro do SIG, associados aos mapas de zoneamento, ajudam planejadores e tomadores de decisão a visualizar e avaliar o impacto de uma nova infra-estrutura no meio ambiente.
A integração de simulações espaciais associadas a imagens reais permite uma melhor visualização do fenômeno e sua avaliação em tempo-real. Durante a visualização aérea e global, o que corresponde a um sobrevôo através das fotografias aéreas ou uma viagem pelas imagens de vídeos, podem ser acessados imagens estáticas, mapas e dados alfanuméricos, possibilitando uma abordagem dinâmica e visual da área de estudo. A animação de séries temporais de fotografias aéreas sobre gráficos 3D utilizando técnica morphing pode aumentar o realismo do resultado apresentado, pois cria a ilusão de movimento ou evolução de um sistema (FONSECA, 1994).
Um exemplo de uso de imagens de alta resolução em ambiente SIG e com ferramentas de multimídia é o projeto Portugal Interativo, que contou com a colaboração de cientistas de solos, planejadores de uso da terra, agrônomos, engenheiros florestais, engenheiros ambientais e arqueologistas para o desenvolvimento de uma ferramenta vital para planejamento do uso da terra. Disponibiliza, via internet, ortofotos digitais de 1995 com resolução de 1200 dpi, permite a sobreposição de dados vetoriais a estas fotos e conta com um programa de cobertura por fotografias aéreas coloridas, tomadas a cada três meses, para avaliar a evolução de um determinado local (FERNANDES et al, 1997).
O projeto Portugal Interativo disponibilizará ferramenta morphing para visualizar a evolução de áreas selecionadas utilizando série temporal de fotos aéreas. Estas ferramentas estarão disponíveis para uso público através da rede de trabalho do SNIG, que representa a primeira infra-estrutura, na Europa, de informações geográficas nacionais conectadas através da internet. As conexões do SNIG com instituições que disponibilizam dados em tempo-real possibilitam o desenvolvimento de modelos de simulação visual na tela do computador tendo fotografias aéreas como pano de fundo (FERNANDES et al, 1997).
Fernandes et al. (1997) citam aplicações comerciais de mosaicos de fotografias aéreas, como o trabalho desenvolvido para a companhia telefônica Danish, que permite aos usuários caminhar e aproximar, assim como executar várias operações de perguntas. Há também tentativas de acesso gráfico baseado em WEB com imagens digitais de sensoriamento remoto em projetos como Alexandria e UC Berkeley Digital Library, financiados pela NSF, ARPA e NASA.
Segundo Jobst (2004), a combinação de multimídia 3D com sensoriamento remoto, modelagem fotográfica e visualização de cartografia deve ser encorajada para dar suporte à análise visual de profissionais de cartografia, arqueologia e planejamento de paisagem sobre aspectos culturais, econômicos e naturais.
Pesquisas têm mostrado que 60% dos usuários de mapas topográficos 2D tem dificuldades de extrair uma impressão tridimensional. Neste caso, o uso de ortoimagens para representar mosaicos territorialmente grandes e de alta resolução, com dados de terreno permitem ao usuário navegar virtualmente por um sistema autônomo de visualização local e de alta qualidade, com seleção em nível de detalhe, que prevê a próxima visualização e explora a resolução visual humana (JOBST, 2004).
O projeto Pilsen incorporou ao SIG ferramentas de rascunho, multimídia, modelagem tridimensional e disponibilização via internet para ampliar o poder dos planejadores e
participantes da comunidade de visualizar, avaliar e participar da revitalização dos seus bairros. Para aumentar a eficiência do SIG foi necessário o seu incremento com outras tecnologias de multimídia, como fotografias aéreas, animação e filmes, que têm sido integrados ao SIG para permitir o reconhecimento dos locais pelos participantes. Na mesma tela do computador, em uma janela são animadas imagens para criar filmes virtuais ao longo de uma estrada, e na outra janela têm-se mapas de rede de trabalho de ruas, avaliação de propriedades, construções de significância histórica, visualizações aéreas e uso da terra, com setas se movimentando e indicando a localização das fotos (AL-KODMANY, 2000).
Lange (2003) cita que processos automáticos para gerar objetos em 3D a partir de dados em 2D podem preencher o espaço vazio entre os sistemas de SIG em 2D e os sistemas de visualização em 3D. Pode-se prever que, num futuro próximo, dados medidos em 3D ao invés de dados em 2D serão muito úteis para o planejamento assim como para a visualização de potenciais e ou futuras modificações na paisagem.
Para Castro e Magalhães (1996), a elaboração de uma apresentação cartográfica multimídia inicia-se com a digitalização das imagens via scanner, gerando arquivos TIFF e em seguida, utilizando um software de tratamento de imagens para retoque dos arquivos TIFF e inserção dos textos. O recurso da multimídia, guardadas as limitações, é extremamente eficiente, revelando um forte potencial didático-pedagógico, uma vez que o usuário interage com a apresentação das informações cartográficas.
Eeckhout et al. (1996) utilizaram técnicas de animação sobre imagens de satélites e uma série multitemporal de mosaicos aéreos georreferenciados para interpretação visual na tela do computador, realizando estudo das mudanças locais ao longo do tempo.
Green e King (2001) prevêem que ambas as funcionalidades de SIG e PDI serão distribuídas pela internet permitindo ao usuário final utilizar uma imagem de mapa clicável, ou uma imagem 3D do terreno e interagir mais diretamente com estes dados acionando
camadas vetoriais e utilizando ferramentas de zoom, panning e de medição. Parte do problema de distribuição via internet recai sobre a rápida evolução da tecnologia computacional que torna difícil para a maioria das pessoas, manterem-se atualizadas e aptas a utilizá-la, além do problema da lacuna existente entre o desenvolvedor e o usuário final.
Dentro da Cartografia Multimídia, Menezes (2003) infere que o estudo da Visualização Científica cria novos ambientes de análise espacial abrindo um novo leque de possibilidades e geração de aplicativos. Um ambiente de interações direta e dinâmica dentro da Cartografia Animada capacita o usuário a gerar informações segundo suas necessidades, porém nunca dissociadas dos antigos conceitos da cartografia, que continuarão a embasar toda e qualquer nova tecnologia.
Ishii (2002) cita um teste realizado com 11 estudantes de nível superior do curso de desenho urbano, utilizando mapas e imagens de satélite em uma mesa luminosa (4m x 1.4m) para projetar uma simulação digital dinâmica que possibilite a criação de um desenho mais informativo, a comunicação e a colaboração entre usuários especialistas e não especialistas.
ARTHUR é um sistema computacional que liga modelos digitais 3D a mecanismos de interação similares aos do mundo real a partir de uma interface simples e intuitiva para criação de desenhos complexos e planejamento de decisões, utilizando uma forma colaborativa e divertida de desenho (BROLL et al., 2004).
Lin e Höllerer (2003) citam projeto que disponibiliza interfaces para navegação virtual através do campus da UCSB a partir de instrumentos computacionais utilizando uma fotografia aérea e MDT integrados no modelo 3D do campus; e quando o usuário se move ao redor do campus a informação do local é destacada no mapa 2D.
Sayeg et al. (1996) citam o uso de ferramentas multimídia, como câmera de vídeo, de filmagem, placa de captura de filmagem e software de animação gráfica em geologia para o
registro de estruturas geológicas de grandes dimensões observadas em fotos aéreas e nas imagens de satélite.
Fernandes et al. (1997) citam que uma ferramenta para desenho de dados vetoriais, como rodovias e rios, associados à ortofotos e as informações alfanuméricas em ambiente SIG, possibilitará aos profissionais geólogos, geógrafos e agrônomos ou até mesmo estrangeiros, através da WEB, relacionar a imagem na foto com as observações de campo e realizar cálculos de área e de distância.
O uso de ferramentas de informática e multimídia aplicada em imagens aéreas traz maior veracidade e acurácia para comunicação dos cientistas entre si, dos cientistas com os seus alunos, e principalmente, dos cientistas com o público leigo.
Para o caso do uso de imagens aéreas de alta resolução, ou seja, imagens que ocupam grande espaço no HD e na memória cache do computador torna-se necessário o desenvolvimento de sistema específico para gerenciar estes dados e possibilitar sua visualização em tempo-real na tela do computador.